建筑的采光与照明分析毕业设计.doc

建筑的采光与照明分析
Kindergarten building lighting and lighting analysis

【摘要】：本文针对大一学期的幼儿园建筑设计进行采光与照明的分析，计算幼儿园会议室的采光系数，通过建筑立面上面的窗户和门洞进行计算分析建筑的光照强度，建筑的照明也是根据最小的建筑室内照度进行计算。并且秉着节约能源的原则，对会议室进行布灯，并对照度进行分析。
abstract : the freshman semester kindergarten architectural design for lighting and lighting analysis, calculate the daylighting of the kindergarten rooms coefficient, through the Windows of the building elevation above calculation and analysis of construction of the light intensity and the doorway, architectural lighting is also calculated according to the smallest building indoor intensity of illumination. And takes the principle of energy conservation, to cloth lamp of conference room, and analyze the intensity of illumination.
【关键词】：建筑采光，建筑照明。
keywords ：Architectural lighting ，Building lighting
一、幼儿园会议室采光计算与分析
人眼只有在良好的光照条件下才能有效的进行视觉工作，会议室更是人们办公以及开会的主要场所，所以更要营造良好的室内光环境。在建筑中充分利用自然光,节约照明用电，对我国实现可持续发展战略具有重要意义，同时具有巨大的经济效益、环境效益、社会效益。
大一学期的幼儿园方案设计的选址位于湖北武汉市某居住区，用地面积约3000M²，分为班级活动单元，音体教室，和办公后勤用房等。这个方案设计中为了获得足够的光照，在建筑立面上进行了大量的门窗洞口的开设。并且按照门窗洞口的所处位置，分为侧窗和天窗两种形式。而此次我们将针对这个方案中的会议室的采光与照明进行主要的分析。会议室采光设计的任务在于根据视觉工作特点所提出的要求，正确的选择窗洞口形式，确定必须的窗洞口位置，以及它们的位置，使室内获得良好的光环境，保证视觉工作顺利进行。
根据我国《建筑采光设计标准》GB/T5033-2001，武汉属于我国Ⅲ类光气候区，所以室外天然光临界照度值为5000Lx。而且在规范中明确规定会议室属于我国III级采光等级，采光系数最低值Cmin为2%。

本文中采用功能较全的ECOTECT分析软件对会议室采光情况进行如下分析，这个会议室的尺寸为3.6*6，开窗形式为单侧开窗。

采光系数分析图：

结论与分析：
1、此采光系数的等值线范围为：2.4~22.4%
2、采光系数平均值为6.29%
3、由上图可知最小采光系数Cmin=2.4，而国家规定采光系数最低值Cmin为2%，所以满足III级采光等级区域。
4、由上图可知，这间会议室在自然采光的情况下，最不利的照度点为开窗对面墙的边缘位置。
在分析完会议室采光的基础上，尝试把会议室的开窗放在开间3.6M一侧上，经过ECOTECT的分析，结果如下图所示：
结论与分析：
如果按照此种方式进行开窗，则在无人工照明的状态下，室内采光系数不满足我国III级采光等级，需要添加人工照明。
由此可见建筑进深对室内自然采光影响很大，随着进深的增加，室内采光系数迅速衰减，以此会议室采光为例，室内纵向采光系数随进深的变化曲线为下图所示

由图可以看出，当进深为6m 时，采光系数已接近1.0，达到标准要求的下限。

二、幼儿园会议室照明计算与分析
随着社会的发展，人们在生产、生活和工作实践中越来越重视照明；随着科学技术的进步，节能、环保的绿色照明技术已成为当今发展的主流。舒适的光线不但能提高人们的工作效率和生活质量，而且有利于身心健康。
在会议室内布灯，我们应满足国家节能的要求。20世纪90年代初，国际上提出了推行旨在节约电能、保护环境的“绿色照明”工程。美国、日本等主要发达国家和部分发展中国家先后制定了绿色照明工程计划，取得了明显的效果。照明的质量和水平已成为衡量社会现代化程度的一个重要标志，成为人类社会可持续发展的一项重要措施，受到联合国等国际组织机构的关注。绿色照明是指通过科学的照明设计，采用高效率、长寿命、安全和性能稳定的照明电器产品，最终建成环保、高效、舒适、安全、经济和有益于环境和提高能源有效利用率，达到节约能源，减少照明费用，减少火电工程建设，减少有害物质的排放和逸出，达到保护人类生存环境的目的。实施绿色照明工程的同时，往往还要根据地区的气候、室内环境气氛要求来选择光源。这时，首先要考虑合适的光源色温，再按照光源色温选择相应的光源，以便创造出舒适和谐的室内环境。
照度的正确选择与计算是电气照明设计的重要任务。在照明工程中，照度的设计计算应按照国家标准进行。根据我国第一部民用建筑照明标准《民用建筑照明设计标准》，会议室的照度标准值为300lx.

会议室灯光设计原则与要求：
需要有较高的水平照度，垂直照度和显色性，不仅要适合桌面的文字作业，显示器观察和操作，还要满足人们之间的交流和沟通。
1、 照度要求：
CIE一般取300-500-700lux；照度低，容易引起工作者的困倦，降低工作效率，而且工作中容易出错。灯光照度是视频会议室的一个基本的必要条件，由于电视会议召开时间具有随机性， 故室内应用人工冷光源，避免自然光。会议室的门窗需用深色窗帘遮挡。光源对人眼视觉无不良影响。选择三基色灯较为适宜。照度要求规定如下：
  A）为了确保正确的图像色调及摄像机的自平衡，规定照射在与会者脸部的光是均匀的，照度应不低于500lux。监视器、投影电视附近的照度为50-80lux，应避免直射光。
B）灯光的方向比灯光的强度更为重要，为灯光安装漫射透镜，可以使光照充分漫射，使与会者脸上有均匀光照。
2、 均匀度：
作业区内均匀度应大于0.7（最小比平均），否则会引起人眼的疲劳和发生疼痛。
3、 色温：
采中间色调，4000K左右最适宜。色温太高工作者显得兴奋，色温太低工作者感到懒散，都不能安心工作。　　随着照明光源不断发展和出新，照明中常用光源可以按照它们的色温或相关色温分类。第一类是色温或相关色温在3300ºK以下的光源，光源的色表为暖色;第二类色温或显光色温为3300-5300ºK，光源的色表为中间色;第三类则在5300ºK以上的光源，光源色表为冷色。
4、 显色性：
按照我国现行规范，照明用灯的显色组别分为4组，即显色指数Ra≥80,60≤Ra<80，40≤Ra<60，Ra<40，在会议室照明中是对光源显色指数要求是比较高的场所之一，按照国际照明委员会的规定，会议室照明光源的显色指数是Ra≥80。光源显色性对于工作者看文件的速度有很大的影响，显色性高阅读速度快，反之则慢。有关常用照明灯源性能指标见下表：
5、安装位置要求：
三基色灯一般安装在会议室天花板上，要在天花板上安装L型框架，灯管安装在L型框架拐角处，使灯光不直接照射到物体及与会者，而依靠天花板对灯光的反射、散射照亮会议室。除了上述两点，为了达到更好效果，还需注意：
A）避免阳光直射到物体、背景及镜头上，这会导致刺眼的强对比情况。
B）光线弱时建议采用辅助灯光，但要避免直射。
C）使用辅助灯光，建议使用日光型灯光。禁止使用彩灯，避免使用频闪光源。
D）避免从顶部或窗外来的顶光、侧光直接照射，此种照射会直接导致阴影。
E）建议使用间接光源或从平整的墙体反射的较为柔和的光线。（3）、6、布局原则：
保证摄像效果以达到再现清晰图像的目的
7、 寿命：
从环保、节能和维护费用方面考虑应采用寿命较长的光源。

照度计算：
照度计算书（天正电气）
工程名:幼儿园会议室
计算者:李妍
计算时间:2014.5.13
参考标准：《建筑照明设计标准》/ GB50034-2004
参考手册：《照明设计手册》第二版:
计算方法：利用系数平均照度法
1.房间参数
房间类别：会议室, 照度要求值:300.00LX, 功率密度不超过11.00W/m2
房间名称：
房间长度L: 6.00 m, 房间宽度B: 3.60 m, 计算高度H: 2.25 m
顶棚反射比(%)：80, 墙反射比(%)：50, 地面反射比(%)：30
室形系数RI: 1.00
2.灯具参数:
型号: 飞利浦TLD18W/29 , 单灯具光源数:2个
灯具光通量: 1250lm, 灯具光源功率:32.00W
镇流器类型:TLD标准型, 镇流器功率:5.00
3.其它参数:
利用系数: 0.54, 维护系数: 0.80, 照度要求: 300.00LX, 功率密度要求: 11.00W/m2
4.计算结果:
E = NΦUK / A
N = EA / (ΦUK)
其中：
Φ-- 光通量lm, N -- 光源数量, U -- 利用系数, A -- 工作面面积m2, K -- 灯具维护系数
计算结果:
建议灯具数: 6, 计算照度: 300.00LX
实际安装功率 = 灯具数× (总光源功率 + 镇流器功率) = 222.00W
实际功率密度: 10.28W/m2, 折算功率密度: 10.28W/m2
5.校验结果:
要求平均照度:300.00LX, 实际计算平均照度:300.00LX
符合规范照度要求!

要求功率密度:11.00W/m2, 实际功率密度:10.28W/m2
符合规范节能要求!

根据计算结果，会议室内灯光布置如下图所示：

根据计算结果，运用ECOTECT建模并且进行会议照明分析，如下图所示：

由以上数据及图片可知，此会议室照明的布置
满足了国家规范照度要求，并且同时满足了节能的要求。

参考文献：《建筑采光设计标准》GB/T5033-2001
《建筑照明设计标准》GB/50034-2004
《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005
《建筑电气设计技术》 徐志强 华南理工大学出版社
《建筑电气照明》 黄民德 中国建筑工业出版社

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